KR100262261B1 - Treatment process for livestock excretions - Google Patents
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Abstract
본 발명은 각종 축산분뇨의 처리방법에 관한 것으로, 특히 축산분뇨의 에너지화 효율을 극대화시킴은 물론이고 폐수의 발생을 최소화시킴으로서 오염발생의 원인을 근본적으로 해결하기 위해 축산분뇨를 탈수, 건조한 후 이를 고체연료로 사용하여 통합폐기물 관리시스템의 열원으로 사용코자 제공되는 것인바, 저장된 축산분뇨가 분뇨이송펌프에 의해 호퍼상에 공급된 후 순차적으로 낙하될 수 있도록 한 단계; 낙하된 분뇨를 탈수하여 수분과 고형물로 분리시키는 프레스 단계; 고형물을 수용하여 이를 건조시킨 후 일정치 이하로 분쇄시키는 단계; 이 분쇄된 분뇨를 블로워에 의해 소각로로 이송시킨 후 소각 처리함으로 소각열의 일부는 건조기로, 일부는 폐열 보일러로 공급되는 단계; 상기 분리된 수분이 저장된 후 이송펌프에 의해 농축기로 유입되도록 한 단계; 농축기에 연결되어 발생된 증기를 수용한 후 이를 기/수 분리하되, 발생기체는 소각로로 수분은 농축기로 역유입되는 단계; 및 젤상태로 배출되는 농축액을 수용하되, 별도로 가열 볶음 처리된 왕겨등과 혼합되게 한 후 완성된 퇴비제품으로 배출되도록 한 단계가 구비됨을 특징으로 한다.The present invention relates to a method for treating various livestock manure, in particular, to maximize the energy efficiency of livestock manure, as well as to minimize the generation of wastewater by dehydrating, drying the livestock manure to fundamentally solve the cause of pollution occurrence It is provided to use as a heat source of the integrated waste management system using a solid fuel, so that the stored livestock manure is supplied to the hopper by the manure transfer pump to fall sequentially; A depressing step of dewatering the dropped manure to separate water and solids; Receiving the solid, drying it, and then grinding it to a predetermined value or less; Transferring the ground manure to the incinerator by a blower and then incineration treatment to supply a part of the incineration heat to a dryer and a part of the waste heat boiler; Allowing the separated water to be stored and introduced into the concentrator by a transfer pump; Receiving the generated steam connected to the concentrator and separating the gas / water, wherein the generating gas is introduced into the incinerator and water is introduced back into the concentrator; And accommodating the concentrated liquid discharged in the gel state, it is characterized in that it is provided with a step to be discharged to the finished compost product after being mixed with separately heated roasted chaff and the like.
Description
본 발명은 각종 축산분뇨의 처리방법에 관한 것으로, 특히 축산분뇨의 에너지화 효율을 극대화시킴은 물론이고 폐수의 발생을 최소화시킴으로서 오염발생의 원인을 근본적으로 해결하기 위해 축산분뇨를 탈수, 건조한 후 이를 고체연료로 사용하여 통합폐기물 관리시스템의 열원으로 사용코자 제공되는 축산분뇨의 처리방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for treating various livestock manure, in particular, to maximize the energy efficiency of livestock manure, as well as to minimize the generation of wastewater by dehydrating, drying the livestock manure to fundamentally solve the cause of pollution occurrence The present invention relates to a method for treating livestock manure provided as a heat source for an integrated waste management system using solid fuel.
주지하다시피, 작금의 우리 현실은 1960년대 이후의 급속한 경제발전으로 인한 생활수준의 향상으로 폐기물 배출량이 급격히 증가하고 있으며, 이에 따라 폐기물의 질적 특성도 현저하게 변화되어왔다.As is well known, our reality is that waste emissions are rapidly increasing due to the improvement of living standards due to the rapid economic development since the 1960s, and the qualitative characteristics of the waste have been changed significantly.
통상, 국민생활의 질적 향상은 식생활 향상과 직결되어 주방에서 배출되는 음식 폐기물의 양이 급격히 증가하는 결과를 가져오게 되었으며, 농촌지역에서는 식생활 변화에 따른 축산업의 발달로 인하여 축산분뇨의 배출량 역시 급격히 증가하는 결과를 수반한다.In general, the improvement of the quality of people's living is directly related to the improvement of diet, resulting in a sharp increase in the amount of food waste discharged from the kitchen. In rural areas, the amount of livestock manure is also rapidly increased due to the development of livestock industry. It is accompanied by the result.
그러나, 이러한 경우 축산분뇨의 처리문제는 하기에서와 같이 매우 심각한 상태에 직면하여 있는 상태인바, 대부분 분뇨처리시설을 갖추지 않은 축산농가에서 방류한 축산분뇨가 주변환경 및 지하수를 오염시킴은 물론 하천의 오염과 부영양화를 유발함으로서, 이에 대한 처리기술의 필요성이 절실히 요구되고 있는 실정이다.However, in this case, the treatment of livestock manure is faced with a very serious condition as follows. Most livestock manure discharged from livestock farms without manure treatment facilities pollutes the surrounding environment and groundwater. By causing pollution and eutrophication, the need for treatment technology for this situation is urgently required.
이에 따라 최근 선진국들은 새로운 개념의 통합폐기물 관리(Integrated Solid Waste Management)방법을 도입하고 있으며, 지속가능한 발전의 전체적인 필요성과 관련하여 폐기물 관리방안 역시 사회적, 환경적, 경제적 측면에서 지속 가능한 형태가 되어야 하며, 이때 환경적 지속가능성이란 에너지 사용과 오염물 배출율의 감소를 포함한 폐기물 관리시스템의 총체적인 환경영향 감소에 중점을 두고 있다.Accordingly, developed countries have recently introduced a new concept of integrated solid waste management, and waste management plans should be sustainable forms in terms of social, environmental and economic aspects in relation to the overall need for sustainable development. In this context, environmental sustainability focuses on reducing the overall environmental impact of the waste management system, including reducing energy use and pollutant emissions.
특히 환경적인 지속가능성을 위해 필요한 것은 에너지와 자원의 사용, 대기, 수계, 토양으로의 환경배출을 포함한 환경관리를 적절히 수행함으로써 총체적인 환경영향의 감소가 필수적이라는 것이다.In particular, what is needed for environmental sustainability is the need to reduce the overall environmental impact by properly carrying out environmental management, including the use of energy and resources, and environmental emissions to the atmosphere, water and soil.
그러나, 이 경우 환경개선이란 경비가 너무 많이 소요되면 실행에 옮길 수 없으므로 경제적 지속가능성의 측면에서 수용 가능한 총체적 비용으로 운영될 수 있는 시스템의 개발이 절대적으로 요구되는 것이며, 이러한 폐기물에 대해서는 지역간, 종류, 배출하는 각 업종마다 문제상황이 다르기 때문에 이에 대응하는 방법도 감량화, 재자원화, 처리의 용이화등 각 상황에 따라 구체적이고도 세밀한 대책을 강구해 나갈 필요가 있다.However, in this case, environmental improvement cannot be implemented if the expenses are too high, so it is absolutely necessary to develop a system that can be operated at the total cost acceptable in terms of economic sustainability. However, the problem situation is different for each type of industry discharged. Therefore, it is necessary to take specific and detailed measures according to each situation such as reduction, recycling, and ease of treatment.
그러나, 종래의 축산분뇨 처리방법에 따르면, 폐처리수의 방류가 필수적으로 수반되었고, 처리와 동시에 이를 별도의 에너지 연료로 사용함이 곤란하였으며, 효율적인 탈황장치도 마련되지 못하여 그 처리과정증의 독한 냄새 때문에 작업자 및 시설업자의 외면을 받고있음이 현실인 것이다.However, according to the conventional livestock waste treatment method, the discharge of the wastewater was necessarily accompanied, and it was difficult to use it as a separate energy fuel at the same time as the treatment. Because of this, the reality is that workers and facility contractors are ignored.
통상, 축산농가에서 발생하는 축산분뇨의 수분함유량은 대단히 높아, 이를 에너지화를 하려면 혐기성 소화에 의한 메탄가스화의 방법이 채택되어야 하나, 이 기술을 적용할 경우 공정의 말단에서 발생하는 폐수의 처리가 심각한 문제로 떠오르게 된다.Normally, the water content of livestock manure from livestock farms is very high, and in order to energize it, the method of methane gasification by anaerobic digestion should be adopted. It becomes a serious problem.
따라서, 본 발명은 축산분뇨의 에너지화 효율을 극대화시킴은 물론 폐수의 발생을 제로화시킴으로 오염발생의 원인을 근본적으로 차단시킴에 안출된 목적이 있다.Therefore, the present invention aims to maximize the energy efficiency of livestock manure, as well as to zero the generation of wastewater, thereby essentially blocking the cause of pollution.
상기 본 발명은 축산분뇨를 수, 건조한 후 이를 고체연료로 사용하여 통합폐기물 관리시스템의 열원으로 사용 가능함에 착안되었다.The present invention was conceived that the livestock manure can be used as a heat source of the integrated waste management system by using it as a solid fuel after drying.
상기의 목적 달성을 위해 본 발명의 처리 방법은 저장된 축산분뇨가 분뇨이송펌프에 의해 호퍼상에 공급된 후 순차적으로 낙하될 수 있도록 한 단계; 낙하된 분뇨를 탈수하여 수분과 고형물로 분리시키는 프레스 단계; 고형물을 수용하여 이를 건조시킨 후 일정치 이하로 분쇄시키는 단계; 이 분쇄된 분뇨를 블로워에 의해 소각로로 이송시킨 후 소각 처리함으로 소각열의 일부는 건조기로, 일부는 폐열 보일러로 공급되는 단계; 상기 분리된 수분이 저장된 후 이송펌프에 의해 농축기로 유입되도록 한 단계; 농축기에 연결되어 발생된 증기를 수용한 후 이를 기/수 분리하되, 발생기체는 소각로로 수분은 농축기로 역유입되는 단계; 및 젤상태로 배출되는 농축액을 수용하되, 별도로 가열 볶음 처리된 왕겨 등과 혼합되게 한 후 완성된 퇴비제품으로 배출되도록 한 단계가 구비됨을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the treatment method of the present invention includes the steps of allowing the stored livestock manure to drop sequentially after being supplied onto the hopper by the manure transfer pump; A depressing step of dewatering the dropped manure to separate water and solids; Receiving the solid, drying it, and then grinding it to a predetermined value or less; Transferring the ground manure to the incinerator by a blower and then incineration treatment to supply a part of the incineration heat to a dryer and a part of the waste heat boiler; Allowing the separated water to be stored and introduced into the concentrator by a transfer pump; Receiving the generated steam connected to the concentrator and separating the gas / water, wherein the generating gas is introduced into the incinerator and water is introduced back into the concentrator; And accommodating the concentrated liquid discharged in the gel state, it is characterized in that the step is to be mixed with separately heated roasted chaff and the like to be discharged to the finished compost product.
도 1 은 본 발명의 처리방법에 따라 마련될 수 있는 처리수단의 구성도1 is a block diagram of a processing means that can be provided according to the processing method of the present invention
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
1 : 저장조 2 : 분뇨이송펌프1: storage tank 2: manure transfer pump
3 : 공급호퍼 4 : 스크류 프레스3: feed hopper 4: screw press
5 : 건조기 6 : 분쇄기5: dryer 6: grinder
7 : 이송 블로워 8 : 소각로7: transfer blower 8: incinerator
10 : 폐열 보일러 12 : 탈수여액 저장조10: waste heat boiler 12: dehydration liquid storage tank
14 : 농축기 15 : 기수 분리기14: thickener 15: water separator
16 : 혼합기 17 : 경수 연화기16: mixer 17: water softener
18 : 보일러 급수조 19 : 보일러 급수펌프18: boiler feed water tank 19: boiler feed pump
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 구체적으로 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
첨부된 도 1 에는 본 발명에 의한 처리수단의 구성도가 도시되어 있다.1 is a block diagram of the processing means according to the present invention.
본 발명의 실시예에 따른 처리 방법에 따르면, 먼저 외부로부터 축산분뇨가 투입되어 소정의 축산분뇨 저장조(1)에 충입되는데, 이 저장조(1)에는 충입된 분뇨를 적정 속도로 교반시킬 수 있도록 동력수단에 연결되어진 교반 날개가 내설치되어 있으며, 이후 개/폐밸브를 통해 낙하되는 분뇨는 분뇨이송펌프(2)에 의하여 적정의 속도로 공급호퍼(3)에 상에 공급된 후 순차적으로 낙하되도록 한다.According to the treatment method according to an embodiment of the present invention, livestock manure is first introduced from the outside and filled into a predetermined livestock manure storage tank 1, which is powered to stir the filled manure at an appropriate speed. The stirring vane connected to the means is installed inside, so that the manure that is dropped through the open / close valve is supplied to the feed hopper 3 at a proper speed by the manure transfer pump 2 and then sequentially falls. do.
이때, 낙하되는 분뇨를 수용하여 탈수시킴으로 수분과 고형물로 분리시키기 위하여 스크류 프레스(4)를 이용하여 탈수시키게 되는데, 탈수조작은 충전상태 또는 퇴적상태에 있는 젖은 고형성분속에 존재하는 액체를 중력, 원심력, 압축력 등의 작용에 의하여 기계적으로 제거하는 조작을 말하며, 이와 같이 탈수된 고형물을 건조기(5)내에 수용하여 이를 건조시키는데, 수분함량이 10% 내외로 매우 낮고, 약 500 ℃의 고온과, 고습도(절대습도 0.54 - 0.8 Kgwater/Kgdry gas)의 열풍을 건조에 필요한 열매체로 사용하는 과열증기건조기가 사용된다.At this time, the dehydration operation is carried out using a screw press 4 to separate the falling manure into water and solids. The dehydration operation is performed by gravity, centrifugal force or the like. It refers to an operation to remove mechanically by the action of the compression force, such that the dehydrated solids are accommodated in the dryer 5 and dried, and the moisture content is very low, around 10%, high temperature and high humidity of about 500 ℃. A superheated steam dryer is used which uses the hot air of (absolute humidity 0.54-0.8 Kg water / Kg dry gas ) as a heating medium for drying.
이후, 건조물은 분쇄기(6)로 투입되어 일정치 이하로 잘게 분쇄되어 지는데, 이와 같은 상황하에서 분쇄된 분뇨는 별도의 이송 블로워(7)에 의하여 소각로(8)로 이동 분사되어 소각 처리되는데, 가열 연료로는 주로 경유가 사용될 것이며, 가열성의 촉진을 위해 연소공기 공급용 팬을 통해 적절히 공기를 유입시킬 수 있다.Thereafter, the dry matter is put into the grinder 6 and finely pulverized to a predetermined value or less. In this situation, the manure pulverized is moved to the incinerator 8 by an additional transport blower and incinerated, and heated. Diesel is mainly used as fuel, and air can be properly introduced through a fan for supplying combustion air to promote heating.
또한, 상기 건조기(5)와 연결되도록 별도의 건조기 사이클론(9)이 마련되며, 이 건조기 사이클론(9)의 공기가 건조기 배기 팬에 의하여 소각로(8)로 유입될 수 있는바, 이와 같은 소각로(8)의 소각열중 일부는 건조기(5)로 유입되어 건조열로 기능하는 것이며, 다시 일부는 폐열 보일러(10)로 공급되어 이를 가동시키게 되는데, 이 폐열 보일러(10)에는 드레인 밸브가 마련되어 있으며, 보일러 사이클론(11)과 연결된 채 외부로 배기되도록 하되, 전술한 소각열의 일부가 폐열 보일러(10)와 보일러 사이클론(11) 사이에도 공급되도록 하는 것이다.In addition, a separate dryer cyclone 9 is provided to be connected to the dryer 5, and the air of the dryer cyclone 9 may be introduced into the incinerator 8 by a dryer exhaust fan. Some of the incineration heat of 8) is introduced into the dryer (5) to function as drying heat, again part is supplied to the waste heat boiler 10 to operate it, this waste heat boiler 10 is provided with a drain valve, It is to be exhausted to the outside while being connected to the boiler cyclone 11, a part of the incineration heat described above is to be supplied between the waste heat boiler 10 and the boiler cyclone (11).
한편, 상기 스크류 프레스(4)의 작동을 통해 분리된 수분은 별도의 탈수여액 저장조(12)에 충입되어지고, 이후 이송펌프(13)에 의해 농축기(14)로 유입시키는데, 이는 축산분뇨의 여액중에 함유된 고형분을 슬러지화 하기 위하여 여액중의 수분을 제거하기 위해서이며, 농축기(14)에는 그 단면이 "V"형을 갖는 교반날개가 갖추어져 있어 농축기(14)의 내벽면에 붙어있는 슬러지 고착물을 적절히 긁어줄 수 있도록 배려되는 것이며, 상기 농축기(14)의 외형은 상광 하협의 형상을 갖추도록 하는데, 교반되는 부분보다 증발 부분을 확대시키어 교반기 회전시에 원수가 튀어 올라 물과 함께 유출되는 것을 막을 수 있고, 내부의 증기가 증발할 때에 확산에 따라 속도가 현저하게 느려짐으로 비발 동반이 적어져서 수질이 개선을 도모할 수 있다.On the other hand, the water separated by the operation of the screw press 4 is filled in a separate dehydration liquid reservoir 12, and then introduced into the concentrator 14 by the transfer pump 13, which is the filtrate of livestock manure This is to remove the water in the filtrate in order to sludge the solid content contained therein, and the concentrator 14 is equipped with a stirring blade having a “V” type cross section, and the sludge adhered to the inner wall surface of the concentrator 14. It is considered to be able to scrape the water properly, the appearance of the concentrator 14 is to have the shape of the ordinary light lower narrow, to enlarge the evaporation portion than the stirred portion, the raw water springs up when the stirrer rotates and flows out with the water When the vapor inside evaporates, the speed slows down significantly as the diffusion evaporates, resulting in less entrainment. Thus, the water quality can be improved.
상기 농축기(14)의 교반 과정을 통해 발생된 포화증기는 별도의 기수분리기(15)로 유입되어 기/수로 분리되는데, 발생기체는 소각로(8)로 유입되고, 수분은 농축기(14)로 역유입시키게 된다.Saturated steam generated through the agitation process of the concentrator 14 is introduced into a separate water separator 15 and separated into air / water, and the generated gas is introduced into the incinerator 8, and the water is returned to the concentrator 14. Inflow.
이후, 폐농축액은 젤상태로 배출되어 혼합기(16)로 수용되는데, 이와는 별도로 로스터에 의해 충분히 가열되어 볶아진 상태의 왕겨등과 일체로 혼합되게 한 후 비로소 완성된 퇴비제품으로 배출되도록 한다.Thereafter, the waste concentrate is discharged in a gel state to be accommodated in the mixer 16, and is separately heated with a roaster so as to be integrally mixed with the roasted chaff and then discharged into the finished compost product.
이때, 전술한 폐열 보일러(10)의 일부 열풍이 농축기(14)와 콘덴서라인에 연결되며, 또한 별도로 마련되는 경수 연화기(17)를 포함하는 보일러 급수조(18)와는 보일러 급수 펌프(19)를 통해 소정의 급수가 폐열 보일러(10)로, 농축조(14)로 유입될 수 있는 것이다.At this time, some hot air of the above-described waste heat boiler 10 is connected to the concentrator 14 and the condenser line, and the boiler feed water tank 18 including the hard water softener 17 is provided separately, and the boiler feed water pump 19. Through the predetermined water supply will be introduced into the waste heat boiler 10, the concentration tank (14).
상기와 같은 본 발명은 특히 농촌지역에서의 축산분뇨 처리설비에 대한 통합폐기물 관리로, 폐기물의 감량화와, 폐자원의 회수 및 재활용의 극대화, 그리고 위생적으로 안전하고 생화학적으로도 안정된 처리 및 폐기물의 성상에 맞는 효율적이면서도 경제적인 처리가 가능해진다.As described above, the present invention is integrated waste management for livestock waste treatment facilities, especially in rural areas, reducing waste, maximizing the recovery and recycling of waste resources, and sanitary safe and biochemically stable treatment and waste management. Efficient and economical processing is possible according to the characteristics.
또한, 본 발명의 폐기물 방안에 따르면, 수거된 축산분뇨는 탈수한 후에 고형성분은 건조의 전처리 공정과 분쇄, 소각등의 공정을 거쳐 에너지원으로 변환되고, 액성분은 농축을 하여 무게를 대폭적으로 감량시킨 후에 발효를 하여 유기질비료화 한다는 것이다.In addition, according to the waste solution of the present invention, after the collected livestock manure is dehydrated, the solid component is converted into an energy source through a drying pretreatment process, a pulverization, and an incineration process, and the liquid component is concentrated to significantly increase the weight. After reduction, fermentation is carried out to organic fertilizer.
여기서 농축 및 건조과정등에서는 수분을 다량으로 증발시키기 위하여 높은 기화열(539 Kcal/Kg)이 필요하게 되나, 상기 소각로(8)에서 발생한 폐에너지를 회수하여 농축, 건조공정 및 공정가동중에 발생하는 냄새의 소각 등에 재 사용함으로써 원천적인 에너지절약과 대기공해방지가 가능하다.In the concentration and drying process, high heat of vaporization (539 Kcal / Kg) is required to evaporate a large amount of water, but the odor generated during the concentration, drying process and operation by recovering the waste energy generated in the incinerator (8). By reusing incineration, it is possible to save energy and prevent air pollution.
이 축산분뇨의 소각 회수열을 이용한 축산분뇨의 유기질비료화 및 음식폐기물 사료화 방안은 기술적, 경제적 측면에서 활용성이 대단히 높으며, 환경오염방지를 위한 폐기물 처리의 본래 목적 달성과 함께 제품의 수율을 높이고 에너지절약을 도모할 수 있을 것이다.The organic fertilization and food waste feeding method of livestock manure using incineration recovery heat of livestock manure is very useful in terms of technical and economic aspects, and it is possible to increase the yield of products and achieve energy with achieving the original purpose of waste disposal for environmental pollution prevention. You will be able to save.
건조된 분뇨를 미세하게 분쇄하면 이를 중유처럼 직접 소각로(8)에 분무하여 연소를 시킬 수가 있으며, 소각로(8)의 구조도 매우 간단하게 되며, 이때 건조분뇨는 단순히 연료로서의 역할만을 하게 된다.When finely pulverized dried manure can be burned by injecting it directly into the incinerator (8) like heavy oil, the structure of the incinerator (8) is also very simple, the dry manure simply serves as a fuel.
한편, 축산분뇨를 다룰 때에 발생하는 대부분의 가스상 오염물들은 냄새나 색깔을 가지고 있으며, 냄새의 주원인은 주로 유기화합물들 때문이며 이러한 유기화합물들은 대부분 가연성으로 소각에 의하여 제거 또는 안정화가 가능하다.On the other hand, most of the gaseous contaminants generated when handling livestock manure have an odor or color, and the main cause of the odor is mainly organic compounds, which are flammable and can be removed or stabilized by incineration.
따라서, 본 발명은 축산분뇨의 에너지화 효율을 극대화시킴은 물론이고 폐수의 발생을 최소화시킴은 물론 퇴비화와 별도의 열원으로도 충분하게 기능할 수 있는 경제적 유용성을 갖는다.Therefore, the present invention not only maximizes the energy efficiency of livestock manure, but also minimizes the generation of wastewater, as well as economic feasibility to function sufficiently as a separate heat source.
한편, 본 발명은 그에 관한 최선의 실시예를 예거하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 청구 범위에 국한되어 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 실시될 수 있다면 지금까지 설명된 실시예의 변경을 고려해 볼 수도 있음은 물론이다.On the other hand, the present invention exemplified the best embodiment thereof, but is not limited thereto, and may be considered without departing from the scope of the present invention if limited to the appended claims may be considered a modification of the embodiments described so far. Of course.
Claims (1)
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019980021795A KR100262261B1 (en) | 1998-06-11 | 1998-06-11 | Treatment process for livestock excretions |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019980021795A KR100262261B1 (en) | 1998-06-11 | 1998-06-11 | Treatment process for livestock excretions |
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Country Status (1)
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